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本文聚焦心肌梗死后心源性休克(CS)的左心室机械循环支持(MCS)装置。介绍了常见 MCS 装置,如主动脉内球囊反搏泵(IABP)等;梳理相关指南推荐;分析已完成和正在进行的试验与注册研究,为临床治疗提供参考。
引言
心源性休克(CS)常继发于急性心肌梗死(AMI),在所有 CS 病例中占比约 50%,在 AMI 患者中发生率为 5 - 10%,是导致患者院内死亡的主要原因之一,历史上院内死亡率超 50% 。CS 的定义包括低心脏指数(无支持时 < 1.8 L/min/m2 ,有支持时 < 2.0 - 2.2 L/min/m2 )、收缩压 < 90 mmHg,以及在无低血容量或其他乳酸酸中毒原因时出现全身灌注不足的体征,如乳酸升高。
尽管治疗 CS 的先进疗法不断发展,但对于左心室机械循环支持(MCS)装置在 CS 管理中的应用,目前尚无普遍共识。CS 的主要治疗方法是解决根本原因,并通过静脉注射正性肌力药和血管活性药物来支持心室功能。当药物治疗不足时,往往需要 MCS 来预防进一步的终末器官损伤和死亡。本文重点讨论临时左心室 MCS 装置,包括主动脉内球囊反搏泵(IABP)、经皮心室辅助装置(pVADs)如 TandemHeart? 和 Impella? ,以及静脉 - 动脉体外膜肺氧合(VA - ECMO),探讨它们的作用机制、血流动力学效应、相关指南更新、临床试验和注册研究情况。
心源性休克的分类
心血管造影和介入学会(SCAI)制定了 CS 的分类系统,根据严重程度从 “有风险” 到 “濒危” 分为五个阶段。
- A 阶段(有风险):患者目前没有 CS 的体征或症状,但存在发病风险,如大面积 AMI 后、既往有梗死病史、急性或慢性心力衰竭急性发作等。此时患者血压正常(收缩压≥100 mmHg 或患者自身正常血压),若测量有创血流动力学指标,心脏指数≥2.5 L/min,中心静脉压(CVP)<10 mmHg,肺动脉饱和度≥65% 。
- B 阶段(休克初期):患者有临床血流动力学不稳定表现,如低血压和 / 或心动过速,但无灌注不足症状。收缩压 <90 mmHg 或平均动脉压(MAP)<60 mmHg 或较基线下降> 30 mmHg,脉搏≥100 次 / 分钟。若测量血流动力学指标,心脏指数≥2.2 L/min,肺动脉饱和度 > 65% 。
- C 阶段(典型休克):患者出现灌注不足,需要除补液外的干预措施(药物或机械支持)来恢复终末器官灌注,通常伴有相对低血压。收缩压 <90 mmHg 或 MAP<60 mmHg 或较基线下降> 30 mmHg,且需要使用药物或装置维持血压高于这些目标值。若测量血流动力学指标,心脏指数 < 2.2 L/min,肺毛细血管楔压(PCWP)>15 mmHg,右心房压(RAP)/PCWP>0.8,肺动脉搏动指数(PAPi)<1.85,心脏功率输出≤0.6 Watts 。
- D 阶段(恶化性休克):患者与 C 阶段相似,但病情正在恶化,对初始干预措施无反应。具备 C 阶段的表现,且需要多种血管活性药物或增加机械循环支持装置来维持灌注。
- E 阶段(濒危):患者出现心脏骤停,正在进行心肺复苏(CPR)和 / 或使用 ECMO,需要多种干预措施支持。此时若无复苏措施则无收缩压,出现无脉电活动(PEA)或顽固性室性心动过速(VT)/ 心室颤动(VF),即使给予最大支持仍存在低血压。
药物治疗
CS 若延迟识别和治疗,即使有先进的药物治疗,包括及时的机械血运重建,患者仍可能迅速恶化,院内死亡率较高。AMI 相关 CS(AMI - CS)的初始治疗主要是逆转潜在病因,并使用血管升压药和正性肌力药 。使用血管活性药物与短期死亡风险增加相关,使用的药物越多,院内死亡的可能性越大 。约 90% 的 CS 患者伴有顽固性低血压,需要使用血管升压药来维持平均动脉压和组织灌注压 。最常用的血管升压药是血管加压素和去氧肾上腺素,它们通过不同的平滑肌血管收缩机制增加全身血管阻力和平均动脉压。
正性肌力药通过增加心肌收缩力来改善心肌收缩功能,适用于补液后仍存在组织灌注不足的患者。最常用的正性肌力药物是肾上腺素能激动剂(如多巴酚丁胺、多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素),它们通过作用于 β - 肾上腺素能受体,增加心率、每搏输出量和心输出量。米力农和左西孟旦在 β 受体阻滞剂治疗的患者中,能进一步增加心输出量,因为它们的作用机制不依赖于 β - 肾上腺素能受体。正性肌力药的最佳选择和剂量通常由肺动脉导管进行的有创血流动力学监测来指导。
比较不同正性肌力药治疗 CS 的随机数据较少。SOAP II 试验在 1679 例患者中比较了多巴胺和去甲肾上腺素作为初始血管升压药治疗各种类型休克的效果,结果显示 28 天死亡率这一主要结局无差异 。但对 280 例 CS 患者的预先设定的亚组分析显示,多巴胺治疗的患者 28 天死亡率高于去甲肾上腺素(p = 0.03),可能原因是多巴胺导致心律失常事件发生率加倍(24.1% vs. 12.4%;p < 0.001)。另一项小型(n = 57)随机对照试验发现,与去甲肾上腺素相比,使用肾上腺素治疗的 AMI 后难治性 CS 患者更多(37.0% vs. 27.0%;p = 0.01),尽管 72 小时心脏指数变化这一主要终点无差异。
一项在 192 例 CS 患者中比较两种血管扩张剂米力农和多巴酚丁胺的随机对照试验发现,两组在院内死亡、接受心脏移植或 MCS、复苏后的心脏骤停、非致命性 MI、短暂性脑缺血发作或中风的主要复合终点上无显著差异(49% vs. 54%;p = 0.47),在复合终点的各个单项发生率上也无差异。
机械循环支持(MCS)的作用
对于对血管升压药治疗无效的 AMI - CS 患者,临时 MCS 装置可通过恢复全身灌注来改善血流动力学。在 AMI - CS 中早期启动 MCS,可减轻左心室负荷,增加全身灌注,增强冠状动脉心肌灌注,并提供血流动力学支持,从而防止休克进展为终末器官损伤和死亡。1967 年首次有 MCS 的临床应用记录,当时 IABP 成功用于治疗一名 45 岁 MI 后严重 CS 的女性患者。临时 MCS 在 AMI - CS 患者中的应用越来越多,尤其是能提供更强支持(即更高心输出量)的装置,如外周 VADs(pVADs),如 Impella 5.5? 和 TandemHeart? ,而 VA - ECMO 可提供完全的心肺支持。然而,北美中心的 MCS 临床实践模式分析显示,最常用的临时 MCS 装置是 IABP(70%),其提供的支持较弱,而其他 MCS 选择较少 [Impella?(16%),VA - ECMO(11%)]。值得注意的是,IABP 的使用在不同中心差异很大,从 40% 到 100% 不等。
临时机械循环支持装置(MCS)
临时 MCS 装置包括以下几种:
- 主动脉内球囊反搏泵(IABP):IABP 由安装在 7F - 8F 血管导管上的可扩张球囊组成,最常经股动脉插入,置于左锁骨下动脉远端的降主动脉内。根据球囊大小(根据患者身高而异)、位置和血管顺应性等因素,经股动脉途径可提供高达 1 L/min 的心输出量。必要时,也可通过腋动脉导管进行手术置入,这种方法可增加心输出量,提高患者活动能力,常用于支持等待持久左心室辅助装置或心脏移植的终末期心力衰竭患者。IABP 与心脏周期同步充气和放气,增加舒张压,降低收缩压,以改善冠状动脉灌注和心输出量。具体来说,IABP 在舒张期充气,增加主动脉压力(称为 “增强舒张压”),使冠状动脉血流量增加;在收缩期前放气,主动脉压力突然降低,减轻左心室在收缩期的工作负荷。但 IABP 可能导致平均动脉压下降,需要添加血管升压药。一些注册研究报道,使用 IABP 对心输出量或血流动力学参数无短期或长期改善。IABP 的禁忌证包括中重度主动脉瓣反流、未控制的败血症、未控制的出血倾向、主动脉瘤、主动脉夹层和严重外周动脉疾病。在大型随机多中心 IABPSHOCK II 试验中,600 例 AMI - CS 并早期血运重建的患者被随机分为 IABP 组或药物治疗组,IABP 并未带来短期死亡率获益,1 年和 6 年的数据也显示 IABP 对长期结局无益处。
- 经皮心室辅助装置(pVADs):目前可用的 pVADs 包括 TandemHeart? 和微轴 Impella? 。TandemHeart? 需要在荧光镜引导下,经股静脉进行房间隔穿刺,将导管从右心房穿过房间隔进入左心房,抽取动脉化血液,通过外部离心泵循环,再经股动脉插管(15 - 17 Fr)将血液输送到下腹部主动脉或髂动脉,使血液逆行灌注腹部和胸部主动脉,血流量可达 4 L/min 。pVADs 的禁忌证包括严重外周动脉疾病、中重度主动脉瓣关闭不全、机械性三尖瓣或肺动脉瓣病变、严重三尖瓣狭窄、严重肺动脉瓣狭窄或关闭不全、腔静脉或右心房或心室血栓形成、上腔静脉或颈内静脉狭窄或闭塞。与 IABP 相比,使用 TandemHeart? 的患者更易发生血管并发症,如严重出血。目前美国有三种 Impella? 左心室辅助装置(LVAD):2.5、心脏功率(CP)和 5.5,它们的峰值心输出量不同,2.5 提供高达 2.5 L/min 的流量,CP 提供高达 4.3 L/min 的流量,5.5 提供高达 6 L/min 的流量。Impella 2.5 因 CP 和 5.5 能提供更高流量,目前较少使用。Impella Expandable Cardiac Power?(ECP)是 Impella CP 的较小版本,可提供高达 5.5 L/min 的支持,但尚未获得美国食品药品监督管理局(FDA)的临床使用批准。Impella? 装置通过增加心输出量、减轻心脏负荷、降低左心室舒张末期压力,改善冠状动脉血流和心肌灌注,减少心肌氧需求。为避免故障和装置相关并发症,正确放置 Impella? 装置并进行超声监测至关重要。其导管入口应位于主动脉流出道下方(成人约 3.5 cm),远离乳头肌和二尖瓣装置,处于自由漂浮位置。此外,需要足够的右心室功能和充盈压,以避免装置吸空。装置旋转不当与较差的预后相关。Impella? 装置依赖足够的右心室功能来维持左心室前负荷,且需要稳定的氧合以实现最佳性能。其禁忌证包括左心室血栓和机械性主动脉瓣。一项对 42 例 CS 患者的小型研究发现,与 IABP 相比,使用 TandemHeart? 的患者心脏指数和肺毛细血管楔压显著改善,但临床结局无变化,且并发症发生率更高,包括严重出血(n = 19 vs n = 8,p = 0.002)和肢体缺血(n = 7 vs n = 0,p = 0.009)。2009 年的一项荟萃分析综合了三项随机试验的数据(两项涉及 TandemHeart?,一项涉及 Impella 2.5?,均与 IABP 比较),接受经皮 MCS 的患者心脏指数更高、平均动脉压升高、肺毛细血管楔压降低,出血并发症发生率更高,但 MCS 装置与 IABP 的死亡率无显著差异。两项小规模研究(<50 例 CS 患者)显示,与 IABP 相比,Impella 2.5? 可改善心脏指数,但 1 个月或 6 个月死亡率无差异。Impella - EUROSHOCK 是一项欧洲注册研究,纳入了 2005 年至 2010 年的 120 例使用 Impella 2.5 治疗 CS 的患者,结果显示该装置在这一高危队列中改善了血流动力学。丹麦心源性休克试验(DanGerShock)是一项多中心研究,355 例 STEMI 后 CS 患者被随机分为接受常规循环支持联合 Impella CP? 和标准治疗组或仅标准治疗组,结果显示常规使用 MCS 可显著降低 STEMI 后 CS 患者的死亡率,但 Impella? 组严重出血、肢体缺血、溶血、装置故障或主动脉瓣反流恶化等复合安全终点事件发生率显著更高,且需要肾脏替代治疗的比例也显著增加。一种新型外周 LVAD Magenta Elevate 在 14 例接受高风险 PCI 的患者中进行的首次人体可行性研究显示了其初步的安全性和可行性,该装置通过 10 - F 股动脉导管插入,可提供 5.4 L/min 的流量。
- 静脉 - 动脉体外膜肺氧合(VA - ECMO):VA - ECMO 在急性心肺衰竭中提供心血管和肺支持,也用于心脏骤停时的心肺复苏辅助。在 CS 中,最常使用 VA - ECMO,因为 AMI 导致的单纯右心室衰竭(可考虑使用静脉 - 静脉 [VV] - ECMO)很少见。VA - ECMO 支持双心室和肺功能,而 VV - ECMO 仅支持肺功能和右心室。在 VA - ECMO 中,血液从右心房引出,经过热交换器和膜式氧合器(ECMO),再将氧合血返回股动脉,极大地增强了含氧血液向身体末梢的流动。外周 VA - ECMO 可在超声引导下经皮穿刺,通常经股静脉和股动脉进行,也可通过手术建立。使用外周 V - A ECMO 时,为避免股动脉大口径导管导致的腿部缺血,建议使用顺行灌注导管。VA - ECMO 的绝对禁忌证包括预期寿命有限(<1 年)、不可逆的神经损伤、严重外周动脉疾病或其他大口径导管血管通路受限、需要高浓度吸氧或高压通气超过 1 周的呼吸衰竭、晚期肝病、严重凝血功能障碍、全身抗凝禁忌或拒绝接受血液制品。相对禁忌证包括高龄、认知障碍、严重非心脏合并症、治疗依从性差和社会支持不足 。一项对 567 例 AMI 并发 CS 患者的五项随机试验的荟萃分析比较了早期常规使用 VA - ECMO 与最佳药物治疗,结果显示 30 天死亡率无显著差异,但 VA - ECMO 的并发症发生率显著更高,包括大出血和外周缺血性血管并发症。
指南和专家声明
AMI - CS 的早期管理应包括冠状动脉血运重建(如适用)、使用利尿剂或肾脏替代疗法治疗充血或容量过载,以及使用血管活性药物支持平均动脉压和心输出量 。对于初始药物治疗无反应或对正性肌力药有禁忌证(如顽固性心律失常),且有持续终末器官灌注不足或血流动力学恶化迹象的 CS 患者,MCS 可能是合理的选择。严重 CS 的标准包括:持续心脏指数 <2.2 L/min/m2 ;低心脏功率输出 < 0.6 W;持续低血压(平均动脉压 < 65 mmHg);乳酸水平持续> 2 mmol/L 且无法充分清除;经血流动力学测量证实的右心室衰竭(如右心房与肺毛细血管楔压比值 > 0.86,肺动脉搏动指数 [PAPi]≤0.9);持续严重低氧血症(如 PaO?:FiO?比值 < 200 mmHg);复发性持续性室性心律失常。建议早期启动 MCS,以限制血管活性药物剂量增加的潜在不良后果,并防止终末器官功能进一步下降。MCS 装置的选择应基于装置的可用性、多学科团队的熟悉程度和患者的具体因素。在以下情况下,应优先考虑临时 MCS 而非持久装置作为一线治疗方法:需要立即稳定病情以促进心脏和其他器官系统的恢复;冠状动脉血运重建风险过高;需要心室支持以促进确定性干预;需要更多时间评估是否适合心脏移植或持久 MCS 。不同专业学会指南对临时机械心脏支持在 AMI 并发心源性休克中的使用策略有所不同。2013 年美国心脏病学会基金会 / 美国心脏协会(ACCF / AHA)指南推荐对 AMI - CS 患者采用逐步治疗策略,首先使用血管活性药物,若初始药物治疗不能改善血流动力学,则植入经皮 MCS 装置 。2021 年欧洲心脏病学会(ESC)立场声明不推荐 MCS 作为 CS 的一线治疗方法 。国际心肺移植学会(ISHLT)2013 年指南推荐对药物治疗无效的急性失代偿患者使用短期 MCS 。由于 IABP - SHOCK II 试验结果,STEMI 并发 CS 患者常规使用 IABP 的推荐级别从 1 类降为 IIa 类 。对于药物治疗无效的 AMI - CS 患者,可考虑使用 MCS 装置(如 TandemHeart? 或 Impella?,推荐级别为 IIb 类) 。2017 年 ESC 指南不推荐 AMI - CS 患者常规使用 IABP(III 类推荐,证据水平 B),但对于